不同鹽度鹽漬的雪菜化學(xué)及揮發(fā)性成分的分析

方 俊，蔣立文*，鄧放明，周 輝，趙玲艷

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128）

雪菜（Brassica juncea var.multiceps）又名雪里蕻或雪里紅，屬十字花科，是芥菜的變種，在我國各地均有栽培，但種類差別較大，地下塊莖和地上葉子均可加工食用。雪菜營養(yǎng)非常豐富，據(jù)報道[1]，每500 g鮮雪菜中含胡蘿卜素7.3 mg、硫胺素0.35 mg、核黃素0.7 mg、尼克酸4 mg、抗壞血酸400 mg。研究[2]還發(fā)現(xiàn)，雪菜具有止血、降低血壓、治療泌尿系統(tǒng)結(jié)石、腎水腫，增強人體的免疫功能、改善神經(jīng)系統(tǒng)功能的作用。雪菜研究[3-4]更多的還是集中在調(diào)味品開發(fā)方面。雪菜作為一種風(fēng)味菜，不僅為我國人民所喜愛，而且在世界其他國家，如東南亞和歐美等也非常流行[5-6]。

雪菜的國內(nèi)研究有較多的報告，馬延巖[7]研究發(fā)現(xiàn)，pH是影響泡菜中亞硝酸鹽含量差異的主要原因。魏元等[8]研究發(fā)現(xiàn)，腌制液的食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，亞硝酸鹽高峰期出現(xiàn)越遲，且峰值越大。趙大云等[9-11]對雪里紅腌菜揮發(fā)性成分與特征風(fēng)味物質(zhì)進行了分離和鑒定，探究了雪菜腌制的風(fēng)味物質(zhì)形成，用氣質(zhì)聯(lián)用法（gaschromatography mass spectrometry，GC-MS）在腌漬2～3個月的腌菜鹵汁乙醚萃取液中鑒定出8種有機酸、4種醇類、2種腈類、1種酯類和2種芳香烴組分，認(rèn)為腌菜的揮發(fā)性成分主要為烴、醇、酯、腈及含硫氮的雜環(huán)化合物，如乙醇、醋酸乙酯、丁烯腈、乙苯、苯丙噻唑等，其中丁烯腈及苯并噻唑與腌菜特征風(fēng)味有關(guān)。王曉飛[12]則用高效液相色譜測出雪里紅中的有機酸主要為草酸、蘋果酸、乳酸、醋酸及少量富馬酸和琥珀酸，原料中含量最高的檸檬酸減少。其他相似腌制菜如四川泡菜風(fēng)味物質(zhì)組成以醇、醛、酮、烯等占揮發(fā)性成分總量的90%，對風(fēng)味物質(zhì)起重要作用[13]。

雪菜的相關(guān)研究和加工形成了很大的產(chǎn)業(yè)、市場及較大品牌，如方便面產(chǎn)業(yè)中老壇酸菜包每年銷售額達上百億，產(chǎn)業(yè)化程度較高。雪菜經(jīng)腌制后，不僅可以延長其貯藏期，有利于保存、運輸，調(diào)節(jié)蔬菜的淡旺季，做到周年均衡供應(yīng)，而且可以改進雪菜的風(fēng)味，增加花色品種，提高其商品價值。但是由于原料品種及季節(jié)性原因，其保鮮技術(shù)應(yīng)該也是有差異的。傳統(tǒng)工業(yè)都是采用高鹽鹽漬保鮮后，再經(jīng)脫鹽、調(diào)味、包裝、滅菌成為保質(zhì)期較長的產(chǎn)品，脫鹽帶來且大量鹽水排放，會造成腌制過程中蔬菜原料營養(yǎng)成分大量流失并造成環(huán)境的污染，不符合可持續(xù)發(fā)展的需求，且傳統(tǒng)腌制周期較長，大多一年左右。

基于上述出現(xiàn)的問題，本研究對不同鹽度鹽漬雪菜原料采樣，探究在其理化指標(biāo)、揮發(fā)性成分上存在的差異性，對優(yōu)化雪菜原料保鮮方式及鹽漬雪菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

新鮮雪菜：來源于望城某種植合作社。分別以12%、16%的鹽度對其進行鹽漬，定期排水、排氣，每隔2個月進行取樣，連續(xù)跟蹤4個月[14]，分別測定新鮮雪菜（1#樣品）、12%鹽漬雪菜（2#樣品）、16%鹽漬雪菜（3#樣品）的理化性質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)。

1.1.2 化學(xué)試劑

亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、氫氧化鈉、無水乙醇、硝酸銀、鄰苯二甲酸氫鉀：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；硼酸鈉：廣東光華科技股份有限公司；鹽酸奈乙二胺：天津市化學(xué)試劑研究所；鉻酸鉀：天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；酚酞：天津市化學(xué)試劑研究所有限公司。實驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

CP114電子天平：奧豪斯儀器有限公司；KQ3200E超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；UV-2450分光光度計、GC-MS-QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；FE20KpH計：梅特勒-托利多儀器有限公司；20133419超純水機：貝徠美生物科技有限公司；SPME固相微萃取裝置：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)分析檢測

酸度的檢測[15]：按照國標(biāo)GB 5009.239—2016《食品中酸度的測定》；鹽度的檢測[16]：按照國標(biāo)GB 5009.44—2016《食品中氯化物的測定》；亞硝酸鹽的檢測[17]：按照國標(biāo)GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》；水分含量的檢測[18]：按照國標(biāo)GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》。

1.3.2 揮發(fā)性成分的檢測

固相微萃?。╯olid phasemicroextraction，SPME）：從腌制袋中取10 g左右的樣品，加入10 mL的頂空進樣瓶中，蓋上密封墊和鋁帽，密封后于磁力攪拌器上，60℃加熱的條件下平衡20 min，然后通過隔墊插入已活化好的SPME萃取頭，推出纖維頭，纖維頭距樣品液面約10 mm，頂空吸附30 min后，插入氣相色譜進樣口解吸，時間為5 min。

萃取頭的老化：萃取頭在使用前，必須進行老化。將85μm（PA SPME）萃取頭于280℃老化0.5 h，直至無干擾峰出現(xiàn)。

氣相色譜條件：CD-WAX色譜柱（30m×0.25mm，0.25μm），載氣：氦氣；流速：1mL/min；進樣口溫度：240℃；進樣方式：不分流進樣；升溫程序：起始溫度50℃，保留2 min；然后以5℃/min的速度升溫至200℃，保留14 min；再以15℃/min的速度升溫至240℃，無保留。

質(zhì)譜條件：電子電離（electronic ignition，EI）源，離子源溫度為200℃，燈絲電流為150μA，電子能量為70 eV，掃描質(zhì)量范圍為45～500 m/z。

定性定量分析：經(jīng)美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（National Institute of Standardsand Technology，NIST）2014s標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性鑒定出成分，采用面積歸一法進行定量分析，每次樣品重復(fù)3次，揮發(fā)性成分參照NIST2014數(shù)據(jù)庫進行處理得到各成分在雪菜中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)成分分析

2.1.1 不同鹽漬程度的雪菜酸度

對不同鹽腌制時間雪菜樣品的酸度進行比較，結(jié)果見圖1。

圖1 不同腌制時間雪菜酸度變化Fig.1 Acidity change of potherb mustard in different pickling time

由圖1可知，和新鮮原料的酸度相比，腌制兩個月樣品酸度分別增加了0.41%、0.56%，鹽度有一個滲透過程，隨腌制過程的進行，其酸度均具有顯著性差異（P＜0.05）。隨著腌制時間延長，酸度呈增幅趨緩，這是因為隨腌制時間的延長，乳酸在高鹽度條件下發(fā)酵能力減弱，這和乳酸菌耐鹽能力有一定關(guān)系[19]。

2.1.2 不同鹽漬程度的雪菜鹽度

對不同鹽腌制時間雪菜樣品的鹽度進行比較，結(jié)果見圖2。

圖2 不同腌制時間雪菜鹽度變化Fig.2 Salinity change of potherb mustard in different pickling time

由圖2可知，3種樣品的鹽度之間均具有顯著性差異（P＜0.05），新鮮雪菜原料鹽度幾乎為零，隨腌制時間的延長，雪菜鹽度與加入食鹽濃度比較，減少了1%～2%，這是由于部分食鹽隨著腌制過程水分流出，這與加鹽后滲透速度和腌漬過程中鹽水及時循環(huán)排除有關(guān)。

2.1.3 不同鹽漬程度的雪菜水分含量的比較

對不同鹽腌制時間雪菜樣品的水分含量進行比較，結(jié)果見圖3。

圖3 不同腌制時間雪菜水分含量變化Fig.3 Moisture change of potherb mustard in different pickling time

由圖3可知，3種樣品的水分含量均具有顯著性差異（P＜0.05），3#樣品的水分含量普遍較高，達到81%左右，原因可能為其鹽度較高導(dǎo)致具有較高滲透壓，盡管水分從組織細(xì)胞內(nèi)滲出，但食鹽進入體系增加了原料本身質(zhì)量，相比之下水分反過來升高，另外腌制時間越長，其發(fā)酵程度越高導(dǎo)致了其水分含量略有降低。

2.1.4 不同鹽漬程度的雪菜亞硝酸鹽含量的比較

對不同鹽腌制時間原料的亞硝酸鹽含量進行比較，結(jié)果見圖4。

圖4 不同腌制時間雪菜亞硝酸鹽含量變化Fig.4 Nitrite content change of potherb mustard in different pickling time

由圖4可知，3種樣品的亞硝酸鹽含量均具有顯著性差異（P＜0.05），雪菜原料本身存在一定含量亞硝酸鹽，食鹽加入量高可能抑制微生物產(chǎn)生轉(zhuǎn)化亞硝酸鹽。研究表明[20-21]，一定時間內(nèi)可能會出現(xiàn)“亞硝峰”，但亞硝峰的出現(xiàn)時間及峰值大小與鹽含量、酸度、腌制環(huán)境等有關(guān)。結(jié)果表明，亞硝酸鹽在開始兩個月增幅較大，2#樣品增加至4.56mg/kg，3#樣品增加至5.87mg/kg，第4個月開始增加相對緩慢，分別增加至4.12 mg/kg、5.23 mg/kg，但均在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍（國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，醬腌菜亞硝酸鹽應(yīng)＜20mg/kg）之內(nèi)。

2.2 不同鹽漬程度的雪里紅揮發(fā)性成分結(jié)果比較

2.2.1 各樣品揮發(fā)性成分鑒定成果

對GC-MS分析檢測新鮮雪菜（1#樣品）、12%鹽漬雪菜（2#樣品）、16%鹽漬雪菜（3#樣品）發(fā)酵不同時間的中揮發(fā)性成分，結(jié)果見表1，對3種雪菜樣品的揮發(fā)性成分種類數(shù)量統(tǒng)計，結(jié)果見表2，不同鹽度腌制雪菜與原料共有物質(zhì)對比結(jié)果見表3。

表1 3種雪菜樣品中主要揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量Table 1 Relative content of main volatile substances in 3 kinds of potherb mustard samples

續(xù)表

續(xù)表

由表1可知，發(fā)酵2個月的2#樣品主要物質(zhì)為醇類，達到了38.44%，主要為乙醇、異戊醇、苯乙醇，酸類物質(zhì)含量也有所上升，相應(yīng)的達到了29.57%，主要是乙酸含量較高，達到17.11%；而酯類物質(zhì)含量則有所下降，主要是異硫氰酸烯丙酯，隨發(fā)酵時間的延長其含量會明顯降低。3種物質(zhì)相互轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生了特有的風(fēng)味，并且相應(yīng)的都產(chǎn)生了少量的苯代丙腈，腈類物質(zhì)與雪菜風(fēng)味密切相關(guān)。

發(fā)酵4個月時，2#樣品主要是酚類物質(zhì)含量下降，醇類物質(zhì)總體含量增加但乙醇、異戊醇含量相互變化；酸類物質(zhì)含量略微下降，總體變化不大。3#樣品醇類物質(zhì)含量下降但酯、酚、酸物質(zhì)含量增加，相比2#樣品來看，其酸類物質(zhì)含量較低，但酸的種類較多。

酯類主要為異硫氰酸烯丙酯，其次為亞麻酸乙酯、十六酸甲酯、十六酸乙酯，這些揮發(fā)性物質(zhì)是雪菜的主要揮發(fā)性物質(zhì)。醇類主要為乙醇、苯乙醇、異戊醇。異戊醇有不愉快的氣味，會影響雪菜的風(fēng)味。變化程度最為明顯的是16%鹽漬3#樣品。酸類主要為乙酸、異丁酸、3-甲基戊酸。而酚類除來源于原料本身外可能帶來泥土中不愉快氣味。隨著發(fā)酵的進行，醚類由于鹽漬環(huán)境的影響，會產(chǎn)生醚類揮發(fā)性物質(zhì)，出現(xiàn)腥臭味等不愉快的氣味，影響雪菜的風(fēng)味。雜環(huán)類物質(zhì)主要為苯代丙腈，這也與雪菜的特殊風(fēng)味有著一定的關(guān)聯(lián)。

表2 3種雪菜揮發(fā)性物質(zhì)的類別比例Table 2 Proportions of volatile substances in 3 kinds of potherb mustard samples%

由表2可知，1#樣品新鮮雪菜檢測出的主要都是酯類物質(zhì)，占80.59%，主要是異硫氰酸烯丙酯，研究表明，硫氰酸烯類是十字花科植物的特征風(fēng)味成分，對風(fēng)味影響大[17]。2#樣品檢測出的醇類物質(zhì)占38.44%，其次為酸類物質(zhì)占29.57，當(dāng)鹽漬4個月后，檢測出的物質(zhì)增加了酮類和醚類。3#樣品檢測出的物質(zhì)主要為醇類物質(zhì)，占92.07%，當(dāng)鹽漬4個月后，醇類物質(zhì)含量占比下降，酚類和酯類物質(zhì)含量增加。

表3 不同鹽度雪菜與原料共有物質(zhì)對比Table 3 Comparison of common substances between potherb mustard with different salinities and raw materials

由表3可知，鹽漬2個月的雪菜3#樣品乙醇含量高，其含量比2#樣品高，而苯乙醇含量則比2#樣品低；酸類物質(zhì)含量較低，乙酸、異丁酸、3-甲基戊酸含量都比2#樣品要低，可能是在高鹽會抑制酸的增長。比較2種不同鹽漬雪菜檢測出的相同物質(zhì)含量，隨著發(fā)酵時間的延長可以看出鹽度越高其乙醇含量就越高，清香、花香和脂肪氣息濃郁；鹽度高異戊醇也會越低，異戊醇會帶來不愉快的氣味。而鹽度低其苯乙醇含量相對高一點，苯乙醇具有水果香和奶油香，并作為前體風(fēng)味物質(zhì)與有機酸發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)酯類物質(zhì)，增添其醇香氣息。且3#樣品的揮發(fā)性物質(zhì)檢測數(shù)量為最高。結(jié)果表明，高鹽鹽漬有利于風(fēng)味物質(zhì)形成，低鹽鹽漬時間可以適當(dāng)縮短，不然會產(chǎn)生風(fēng)味不利物質(zhì)。

3 結(jié)論

采用GC-MS法對3種雪菜樣品進行風(fēng)味物質(zhì)的測定，同時測定其鹽度、水分、酸度、亞硝酸鹽含量，發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵的進行，2#樣品含鹽量上升至14%左右，3#樣品上升至13%左右。水分含量逐漸下降至78%左右。酸度逐漸升高至0.8%左右。亞硝酸鹽含量先上升然后下降，2#樣品先上升至4.56 mg/kg后下降至4.12 mg/kg，3#樣品先上升至5.87 mg/kg后下降至5.23 mg/kg，對揮發(fā)性成分的分析發(fā)現(xiàn)，3#樣品中檢出揮發(fā)性成分最多，風(fēng)味最好，其相對含量較多的揮發(fā)性物質(zhì)主要包括為苯乙醇、苯代丙腈、乙酸、異丁酸、3-甲基戊酸、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、十六酸甲酯、十六酸乙酯、亞麻酸甲酯、亞麻酸乙酯、β-紫羅酮。

從理化指標(biāo)和風(fēng)味物質(zhì)成分分析綜合來看3#樣品比較好，即用16%鹽度鹽漬的雪菜，此時的雪菜亞硝酸鹽含量低于國家國家標(biāo)準(zhǔn)，消費者可以放心食用且酸度、鹽度呈現(xiàn)一定的變化，風(fēng)味也較佳。從保證產(chǎn)品質(zhì)量的角度怎樣控制有益揮發(fā)性物質(zhì)形成減少異味雜味的存在及形成機制是下一步需要進一步研究的課題。